考試時(shí)量：75分鐘 滿分：100分
注意事項(xiàng)：
1.答題前填寫好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息
2.請(qǐng)將答案正確填寫在答題卡上
一、單選題（本大題共8小題，共32分）
1. 如圖所示是游客體驗(yàn)“風(fēng)洞”的情境。圖中風(fēng)洞噴出豎直向上的氣流將游客向上加速“托起”，此過(guò)程中（ ）
A. 游客處于失重狀態(tài)
B. 氣流對(duì)游客的作用力大于游客受到的重力
C. 游客受到的重力與氣流對(duì)游客的作用力是一對(duì)平衡力
D. 游客受到重力和游客對(duì)氣流的作用力是一對(duì)作用力與反作用力
2. 如圖是某電力機(jī)車雨刷器的示意圖．雨刮器由刮水片和雨刮臂鏈接而成，M、N為刮水片的兩個(gè)端點(diǎn)，P為刮水片與雨利臂的鏈接點(diǎn)，雨刮臂繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，刮水片始終保持豎直，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. P點(diǎn)的線速度始終不變B. P點(diǎn)的向心加速度不變
C. M、N兩點(diǎn)的線速度相同D. M、N兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期不同
3. 2021年12月9日，中國(guó)空間站“天宮課堂”第一課開講?？臻g站軌道可簡(jiǎn)化為高度約400km的圓軌道，認(rèn)為空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在400km的高空也有非常稀薄的空氣，為了維持空間站長(zhǎng)期在軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，需要連續(xù)補(bǔ)充能量。下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A. 假設(shè)不補(bǔ)充能量，空間站將做離心運(yùn)動(dòng)
B. 假設(shè)不補(bǔ)充能量，系統(tǒng)的機(jī)械能將減小
C. 實(shí)際空間站的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度
D. 實(shí)際空間站運(yùn)行速度大于第二宇宙速度
4. 宇宙中“破壞力”最強(qiáng)的天體“磁星”，磁感應(yīng)強(qiáng)度相當(dāng)于地磁場(chǎng)的1000萬(wàn)億倍，磁感線分布類似于地磁場(chǎng)，下列有關(guān)“磁星”的磁場(chǎng)說(shuō)法正確的是（ ）
A. “磁星”內(nèi)部不存在磁場(chǎng)
B. “磁星”表面可以找到磁通量為零的閉合區(qū)域
C. “磁星”表面任意位置磁場(chǎng)方向都與星體表面平行
D. “磁星”附近磁感線非常密集，導(dǎo)致部分磁感線可能相交
5. 如圖a，理想變壓器的原線圈接入如圖b的正弦交變電壓。副線圈接10個(gè)并聯(lián)的彩色燈泡，每個(gè)燈泡的額定電壓為、額定電流為。若燈泡都正常工作，則（ ）
A. 圖b中電壓的有效值為
B. 圖b中交流電的頻率為
C. 圖a中副線圈上的電流為
D. 圖a中原副線圈的匝數(shù)比為
6. 下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 溫度越高的物體，其內(nèi)能也越大
B. 理想氣體在絕熱膨脹過(guò)程中，其內(nèi)能可以不變
C. 恒溫池中，將玻璃杯倒扣著緩慢從空氣中壓入池底，將玻璃杯中的空氣視為理想氣體，則玻璃杯中的氣體分子平均速率不變，并且將吸收熱量
D. 兩個(gè)分子從相距最近開始相互遠(yuǎn)離的過(guò)程中（在分子間作用范圍內(nèi)）分子間的引力在不斷減小，分子間的勢(shì)能也不斷減小
7. 如圖為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)圖，勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直。電子速度大小可通過(guò)電子槍的加速電壓來(lái)控制，磁感應(yīng)強(qiáng)度可通過(guò)勵(lì)磁線圈的電流來(lái)調(diào)節(jié)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 僅增大電子槍的加速電壓，電子束徑跡的半徑變小
B. 僅增大電子槍的加速電壓，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期變大
C. 僅增大勵(lì)磁線圈的電流，電子束徑跡的半徑變小
D. 同時(shí)增大電子槍的加速電壓和勵(lì)磁線圈的電流，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期可能不變
8. 大小相同、帶異種電荷的小球A、B靜止在光滑的水平地面上，帶電荷量，質(zhì)量，開始時(shí)兩球相距?，F(xiàn)將兩球由靜止釋放，兩球相向運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后發(fā)生彈性碰撞，假設(shè)碰撞瞬間電荷量立即發(fā)生轉(zhuǎn)移，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 碰前瞬間A球的速度是B球速度的2倍
B. 碰撞點(diǎn)到A球的出發(fā)點(diǎn)的距離為
C. 碰后瞬間，兩球的速度方向可能相同
D. 碰后A球和B球能同時(shí)回到出發(fā)點(diǎn)
二、多選題（本大題共4小題，共20分）
9. 如圖甲所示，輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，一質(zhì)量為小球，從離彈簧上端高處由靜止釋放。某同學(xué)在研究小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程，他以小球開始下落的位置為原點(diǎn)，沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸，作出小球所受彈力大小隨小球下落的位置坐標(biāo)的變化關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為，以下判斷正確的是（ ）
A. 小球動(dòng)能的最大值為
B. 最低點(diǎn)的坐標(biāo)為
C. 小球受到的彈力最大值大于
D. 當(dāng)，重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和最小
10. 下列四幅圖為光相關(guān)現(xiàn)象，關(guān)于它們說(shuō)法正確的是（ ）
A. 圖甲為、兩束單色光分別通過(guò)同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)器材形成的圖樣，在同種均勻介質(zhì)中，光的傳播速度比光的大
B. 圖乙為光導(dǎo)纖維示意圖，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率小
C. 圖丙為薄膜干涉示意圖，兩玻璃板的中間一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在空氣薄膜的上下兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果
D. 圖丁中，用自然光照射透振方向（箭頭所示）互相垂直的前后兩個(gè)豎直放置的偏振片，光屏依然發(fā)亮
11. 下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是（ ）
A. 圖(甲)：普朗克通過(guò)研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一
B. 圖(乙)：玻爾理論指出氫原子能級(jí)是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的
C. 圖(丙)：盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子
D. 圖(丁)：根據(jù)電子束通過(guò)鋁箔后的衍射圖樣，可以說(shuō)明電子具有粒子性
12. 如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動(dòng)，滑動(dòng)過(guò)程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過(guò)程中（ ）
A. PQ中電流先減小后增大
B. PQ兩端電壓先減小后增大
C. PQ上拉力的功率先減小后增大
D. 線框消耗的電功率先減小后增大
三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共15分）
13. 用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻Rx（阻值約為5?），實(shí)驗(yàn)中除開關(guān)、若干導(dǎo)線之外還提供下列器材：
電流表A1（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.1?）；
電流表A2（量程0~3A，內(nèi)阻約0.01?）；
電壓表V1（量程0~3V，內(nèi)阻約3k?）；
電壓表V2（量程0~15V，內(nèi)阻約20k?）；
滑動(dòng)變阻器R（0~20?）；
電源E（電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）。
（1）為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選___________，電壓表應(yīng)選___________；
（2）根據(jù)所選用的實(shí)驗(yàn)器材，應(yīng)選用以下哪個(gè)電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？___________
14. 實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。量角器中心O點(diǎn)和細(xì)線的一個(gè)端點(diǎn)重合，并且固定好；細(xì)線另一端系一個(gè)小球，當(dāng)小球靜止不動(dòng)時(shí)，量角器的零刻度線與細(xì)線重合，在小球所在位置安裝一個(gè)光電門。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)的物理量有：小球的直徑d，細(xì)線長(zhǎng)度L，小球通過(guò)光電門的時(shí)間Δt，小球由靜止釋放時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。
（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量小球的直徑為d，其中一次測(cè)量的示數(shù)如圖所示，則該次金屬絲直徑的測(cè)量值d= ___________mm；
（2）小球通過(guò)光電門的時(shí)間為Δt，若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，滿足___________，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（用題給字母表示，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間）；
（3）通過(guò)改變小球由靜止釋放時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ，測(cè)出對(duì)應(yīng)情況下，小球通過(guò)光電門的速度v，為了直觀地判斷機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作___________圖像。
四、計(jì)算題（本大題共3小題，共33分）
15. 如圖所示，在xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)。該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一帶電粒子在P點(diǎn)以與x軸正方向成60?的方向垂直磁場(chǎng)射入，并恰好垂直于y軸射出磁場(chǎng)。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，OP=a。不計(jì)重力。求：
（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率；
（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
16. 豎直放置的兩塊足夠長(zhǎng)的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為E。在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球，絲線跟豎直方向成θ角時(shí)小球恰好平衡，此時(shí)小球到右板的距離為b，如圖所示。已知重力加速度為g，請(qǐng)問(wèn)：
（1）小球所帶電荷量是多少？
（2）若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長(zhǎng)時(shí)間？
17. 首鋼滑雪大跳臺(tái)（如圖甲所示）又稱“雪飛天”，是北京2022年冬奧會(huì)自由式滑雪和單板滑雪比賽場(chǎng)地，谷愛(ài)凌和蘇翊鳴在此圓夢(mèng)冠軍。為研究滑雪運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)情況，建立如圖乙所示的模型。跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員從滑道上的A點(diǎn)由靜止滑下，從跳臺(tái)O點(diǎn)沿水平方向飛出。已知O點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，A點(diǎn)與O點(diǎn)在豎直方向的距離為h，斜坡的傾角為θ，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m。重力加速度為g。不計(jì)一切摩擦和空氣阻力。求：
（1）運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)跳臺(tái)O時(shí)的速度大小v；
（2）從離開O點(diǎn)到落在斜坡上，運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；
（3）從離開O點(diǎn)到落在斜坡上，運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中動(dòng)量的變化量。
答案
1.B 2.C 3.B 4.B 5.CD 6.B 7.C 8.D 9.CD 10.AC 11.AB 12.AC
13. ①. A1 ②. V1 ③. 甲
14. ①. 1.384 ②. ③.
15. （1）粒子恰好垂直于y軸射出磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心一定在y軸上，如圖所示。
由幾何關(guān)系知粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為
①
設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率為v,根據(jù)牛頓第二定律有
②
聯(lián)立①②解得
③
（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為
④
粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為120°，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
⑤
16. （1）設(shè)小球所帶電荷量為q，根據(jù)平衡條件有
解得
（2）若剪斷絲線，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在垂直于金屬板方向的分加速度大小為
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得小球碰到金屬板所需時(shí)間為
（1）運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)滑到O點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律
解得
（2）運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)到斜坡上，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律
，，
解得
（3）運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)到斜坡上，設(shè)動(dòng)量變化量為，根據(jù)動(dòng)量定理
可得運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量大小為
方向豎直向下

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